Infrastrutture energetiche: le sfide per un sistema decarbonizzato

Il sistema energetico sta diventando sempre più complesso e questa realtà sta dando origine alla necessità di nuovi scenari congiunti a livello di rete. La risposta risiede in una pianificazione coordinata delle infrastrutture energetiche, stabili e affidabili, ed è l’approccio alla base del documento Coordinated energy infrastructure (Cei). Planning for a decarbonised system, pubblicato dallo European technology and innovation platform smart networks for energy transition (Etip Snet), che esamina la necessità e la portata di un approccio coordinato alla pianificazione che soddisfi obiettivi politici e requisiti legislativi.

Il rapporto sottolinea che i progetti di reti elettriche richiedono in genere dieci anni per essere realizzati, ma a volte con tempi di consegna fino a venti anni o anche di più. Affinché la pianificazione delle infrastrutture energetiche sia davvero efficace, per una rete decarbonizzata entro il 2050, occorre prevedere nuovi modelli e tecnologie come quelli esposti nell’analisi.

La pianificazione integrata delle infrastrutture energetiche

Un sistema energetico completamente funzionale è fondamentale per raggiungere i target della politica e della legislazione europea. L’integrazione dei settori dell’elettricità, del gas naturale e dell’idrogeno viene considerata il punto di partenza e il prerequisito essenziale per realizzare l’obiettivo, considerato il Piano d’azione europeo per le reti che punta a reti elettriche funzionanti in modo più efficiente e implementate più rapidamente per contribuire alla realizzazione del Green deal.

Affinché la pianificazione sia realmente intersettoriale, devono essere disponibili strumenti di modellizzazione che consentano, a ciascun settore energetico, di valutare la propria influenza sugli altri settori. Secondo il rapporto, l’integrazione delle tecniche di modellazione di ciascun settore, in base alle esigenze e ai limiti della rete, è necessaria per garantire che qualsiasi azione intrapresa tenga conto non solo dell’accettabilità dell’impatto sul proprio settore, ma anche delle azioni sui settori interconnessi. Oltre a questo, è necessario che vi siano regole intersettoriali consolidate, come ad esempio: requisiti legislativi, norme regolamentari, codici di rete, regole di mercato, analisi costi-benefici che orientino le decisioni degli operatori di rete nelle loro decisioni di investimento e operative.

Le tecnologie dirompenti in fase di sviluppo, ritenute rilevanti per la valutazione, sono:

• batterie ad alto accumulo di energia (per reti di trasporto o elettriche): la conversione ai veicoli elettrici accelererebbe con le batterie ad alto accumulo di energia, riducendo i tempi di transizione della flotta di dieci anni o più;
• tecnologie di potenziamento della rete (per un migliore utilizzo delle reti elettriche): massimizzano la trasmissione di energia elettrica nel sistema esistente applicando una famiglia di tecnologie che comprende sensori, dispositivi di controllo del flusso di potenza e strumenti analitici;
• comunità energetiche e soluzioni tecniche e tecnologie adeguate per un migliore utilizzo delle reti elettriche e il funzionamento integrato delle reti elettricità/gas/H2 a livello di utente finale: queste tecnologie aumentano la capacità di hosting delle risorse rinnovabili distribuite, accoppiandosi con sistemi gas/H2 e di riscaldamento e raffreddamento.

Il nesso acqua-energia è poi un concetto complesso e critico nella gestione sostenibile delle risorse e si riferisce all’interdipendenza multiforme tra sistemi idrici ed energetici: l’energia è necessaria per estrarre, trattare e distribuire l’acqua; mentre l’acqua è essenziale per produrre quasi tutte le forme di energia. Questo nesso evidenzia la necessità di considerare entrambe le risorse insieme, piuttosto che separatamente, poiché le decisioni in un’area possono avere un impatto significativo sull’altra. La collaborazione tra diversi settori e stakeholder è dunque essenziale. Le partnership tra servizi idrici ed energetici possono portare a programmi di efficienza congiunti, così come anche la condivisione di best practice può accelerare i progressi.

Idrogeno: tabelle di marcia e strategie

La strategia UE sull’idrogeno ha stabilito, nel 2020, un piano per una prima fase di distribuzione di 6 GW di elettrolizzatori entro il 2024, che è considerata troppo precoce e non sufficientemente significativa per richiedere un cambiamento immediato. Tuttavia, la seconda fase per il 2025-2030 stabilisce un obiettivo di 40 GW e la terza fase, dal 2030 al 2050, indica che le tecnologie dell’idrogeno rinnovabile dovrebbero raggiungere la maturità ed essere distribuite su larga scala per tutti i settori difficili da decarbonizzare, con il target del 25% della produzione di elettricità rinnovabile utilizzata per la produzione del vettore.

Con il REPowerEU, nel 2022, l’obiettivo è stato accelerato con 10 milioni di tonnellate di produzione nazionale di H2 rinnovabile e 10 milioni di tonnellate di importazioni entro il 2030, per sostituire gas naturale, carbone e petrolio nelle industrie e nei settori dei trasporti. Durante questo periodo si prevede che l’investimento combinato in elettrolizzatori ed energie rinnovabili ammonterà a 380 miliardi di euro. L’obiettivo è ambizioso: il documento riconosce che la roadmap sulla standardizzazione dell’idrogeno ha bisogno di un’integrazione intersettoriale e che lo sviluppo degli strumenti necessari per farlo deve essere avviato entro il 2025 e in atto entro il 2030. Si evidenzia inoltre la necessità di un’ulteriore cooperazione con i gestori delle reti del gas, comprese le reti dell’idrogeno e di altre energie, per garantire una più ampia integrazione tra i vettori energetici e il loro utilizzo più conveniente.

Per creare un processo di pianificazione delle infrastrutture energetiche, la modellazione, il collaudo e la selezione degli sviluppi devono essere perfettamente integrati, abbattendo i tradizionali compartimenti stagni tra elettricità, gas, riscaldamento, raffreddamento, trasporti, reti idriche e telecomunicazioni. In conclusione, la pianificazione integrata promuove la sinergia tra diverse fonti energetiche e consente una condivisione efficiente delle risorse, portando a un ecosistema energetico più sostenibile, flessibile e conveniente. Inoltre, lo sviluppo di tecnologie innovative dovrebbe essere preso in considerazione come mezzo per migliorare e integrare i settori. Non farlo potrebbe significare un’allocazione inefficiente delle risorse e, cosa ancora più importante, mettere a repentaglio i futuri obiettivi energetici. Sul fronte legislativo, dovrebbero essere sviluppati metodi di analisi costi-benefici per tutti i settori e linee guida sul rispetto della legislazione.

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